TexturasTexturas Visualización Computacional II. Horarios (again…) LUNES 26/10: Aula 2 Facultad (19 hs.): Introducción MARTES 27/10: Aula 2 Facultad (19.

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1 TexturasTexturas Visualización Computacional II

2 Horarios (again…) LUNES 26/10: Aula 2 Facultad (19 hs.): Introducción MARTES 27/10: Aula 2 Facultad (19 hs.): Texturas  MIERCOLES 28/10: Aula 2 Facultad (19 hs.): Técnicas de iluminación avanzadas JUEVES 29/10: Aula 3 Facultad (19 hs.): Sombras VIERNES 30/10: Aula 2 Facultad (19 hs.): Animación - [Física] LUNES 2/11: A determinar: [Física] - Optimización

3 Crysis, Crytek - EA

4 Texturas - Resumen ¿Por qué usar texturas? Introducción Conceptos básicos Interpolación Mapeo Tiling Mipmapping Usos adicionales Texturas procedurales Lightmaps Bump Mapping Environment Mapping

5 Texturas - ¿Por qué usar texturas? ¿Podemos representar todo con geometría?

6 Texturas - ¿Por qué usar texturas? Sería costoso y complicado representar TODO con geometría. Ej. MUY Simple: ¿Qué pasaría con una etiqueta?.

7 Texturas - ¿Por qué usar texturas?

8 The Guild II - 4Head Game Studios Unreal 3 – Epic Studios

9 Texturas - Introducción Podemos utilizar la textura para modifcar alguna o todas las vars / ctes. de la ecuación de iluminación (color de pixel, color difuso, alterar normal, etc.) Textura usada como color cte. Textura usada como color difuso. Textura usada como normal map.

10 Texturas - Introducción Para cada polígono se establece una correspondencia con la textura.

11 Texturas - Mapeo e Interpolación ¿Podemos interpolar de manera directa linealmente los valores en el espacio de la pantalla?. (0,0)(1,0) (0,1)

12 Texturas - Mapeo e Interpolación texturaresultadoesperado Interpolación lineal en espacio de coord. de pantalla:

13 Texturas - Mapeo e Interpolación Podemos reducir los errores subdividiendo el modelo en triangulos más pequeños. Igualmente persisten los “errores”.

14 Texturas - Mapeo e Interpolación Los pasos uniformes de la interpolación en el plano de la pantalla no se corresponden con los pasos uniformes de la interpolación a lo largo del triángulo. Soluc.: Interpolación en el espacio [automática x OpenGL]

15 Texturas – Mapeo Se especifica una coordenada (u,v) para cada vértice. Coordenadas canónicas (0,0) (1,0) (0,0,0)(3,0,0) (0,3,0) (0,0) (1,1) glEnable(GL_TEXTURE); glBindTexture(texID); glbegin(GL_TRIANGLES); glVertex3f(0.0, 0.0, 0); glTexCoord2f(0,0); glVertex3f(0.0, 3.0, 0); glTexCoord2f(0,1); glVertex3f(3.0, 0.0, 0); glTexCoord2f(1,0); glend;

16 Texturas - Tipos de mapeo Generar automáticamente las coordenadas de textura: glTexGeni(GL_S, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_SPHERE_MAP); glTexGeni(GL_T, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_SPHERE_MAP); glEnable(GL_TEXTURE_GEN_S); glEnable(GL_TEXTURE_GEN_T); Tipos: GL_OBJECT_LINEAR, GL_EYE_LINEAR, GL_SPHERE_MAP, GL_REFLECTION_MAP

17 Texturas - Mapeo Truco: Coordenadas de textura en una matriz adicional (Texture Matrix). Aplicar transformaciones a esa matriz para modificar las coordenadas.

18 Texturas - Tiling tiles sin bordestiles con bordes visibles (0,0)(3,0) (0,3) (0,0) (1,1) (0,0)(3,0) (0,3) (0,0) (1,1)

19 Texturas - Mipmapping Del Latín “Multum In Parvo” (muchos en un lugar pequeño). gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D, GL_RGBA, 128, 128, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, image); glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR);

20 Texturas - Mipmapping Se pueden almacenar de manera compacta. Mínimo overhead para mantener un MIP map. Mip map de 10 niveles. Almac. en memoria

21 Texturas - Variables

22 Texturas - Masking “Recortar” parte de un gráfico (según color o siguiendo un patrón) Dar aspecto de transparencia a lo que se ha recortado

23 Texturas - Masking Alpha Test: Se hace sobre el valor de la componente alpha que se está evaluando. Una función y un valor de referencia, según el resultado se acepta o se rechaza el fragmento. glEnable(GL_ALPHA_TEST); glAlphaFunc (GL_GREATER, 0.1); GL_NEVER: Nunca acepta el fragmento. GL_ALWAYS: Siempre acepta el fragmento. GL_LESS: Acepta el fragmento si Alpha origen < Alpha referencia GL_LEQUAL: Acepta el fragmento si Alpha origen <= Alpha referencia GL_EQUAL: Acepta el fragmento si Alpha origen = Alpha referencia GL_GEQUAL: Acepta el fragmento si Alpha origen >= Alpha referencia GL_GREATER: Acepta el fragmento si Alpha origen > Alpha referencia GL_NOTEQUAL: Acepta el fragmento si Alpha origen <> Alpha referencia

24 Texturas - Masking glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA) glEnable(GL_BLEND) Alpha Blending: Se hace sobre el valor de la componente alpha que se está evaluando, combinando un fragmento con otro Probar!! (uds.)

25 Texturas - Uso de luces ¿Cuántas luces vemos en la escena? ¿Cálculo? ¿Ideas, opciones?

26 Texturas - Lightmaps La utilización de luces brinda realismo a nuestras escenas, pero ¿cuál es el límite?. Notar que la mayoría de luces en una escena son estáticas. ¿Se puede aprovechar de alguna manera esto para precalcular sombras e iluminaciones?. +=

27 Texturas - Lightmaps Dibujar la geometría dos veces con distinta textura. Costo memoria. Costo GPU. Lightmaps de poca resolución. ¿Coordenadas?.

28 Texturas - Lightmaps Mejora: Utilización de multitextura Diferentes texturas a un mismo objeto. Coordenadas de texturas independientes. ¿Posibles usos?.

29 Texturas - Bump Mapping Usar la textura para alterar la normal del polígono. Esfera con textura (difuso) Bump MapEsfera con textura (difuso y bump map) Ganar detalle sin incrementar la geometría

30 Texturas - Bump Mapping Tomar la textura como una función de desplazamiento. Calcular la normal a partir de esa función. Diferentes opciones de implementación  DESORDEN

31 Texturas - Bump Mapping (Fake) Zonas negras  Menor relieve Zonas blancas  Mayor relieve Utilización de multitexturas. Desplazamiento de la textura de Bump de acuerdo a la luz.

32 Texturas - Bump Mapping (Per Pixel) Utilización de un Normal Map. Nuevas aproximaciones en tiempo real mediante shaders. Idea de Per-pixel lighting. Los componentes XYZ son reescalados del rango [-1, 1] a [0, 255] Por ejemplo el vector [0, 0, 1] (Normal perpendicular entrante) sería convertido a [127, 127, 255], el azul violáceo q predominan en estas texturas.

33 Texturas - Bump Mapping norm = vec3(texture2D(sampler2d, vec2 (gl_TexCoord[0]))); norm = (norm - 0.5) * 2.0; intensity = max(dot(lightDir, norm), 0.0) * diffuseFactor; Norm: Valor de 0 a 1 Norm - 0.5: Valor de -0.5 a 0.5 (Norm - 0.5) * 2: Valor de -1 a 1

34 Texturas - Environment Mapping Objetivo: Renderizar un objeto como si fuera perfectamente reflectivo. Las reflexiones que vemos en el objeto dependen de: Posición del espectador. Forma del objeto. Environment Map es una aproximación (se asume que los objetos del entorno están muy lejos del objeto reflectivo)

35 Texturas - Environment Mapping Se utiliza la dirección del rayo reflectado para indexar una posición en una textura con coordenadas esféricas. Se asume que todos los rayos comienzan en el mismo punto.

36 Texturas - Environment Mapping

37 Texturas - Texturas procedurales F(x,y,z)  color

38 Texturas - Texturas procedurales Ventajas: Fácil de implementar en un raytracer/shaders. Menos espacio. Resolución infinita. Desventajas: No intuitivo. Sirven para situaciones puntuales.

39 Texturas - Texturas procedurales